Штамм дрожжей rhodotorula glutinis - продуцент каротиноидов

 

Использование: микробиологическая промышленность, получение каротиноидов. Сущность изобретения: штамм дрожжей Rhodotorula glutinis выделен из почвы. Депонирован во Всероссийской коллекции промышленных микроорганизмов под номером ВКПМ V-2210.

При культивировании штамма на питательной среде, включающей источники углерода, азота и минеральные соли, в глубинных условиях получают биомассу, содержащую 1450-1500 мкг/г каротиноидов.

Изобретение относится к микробиологической промышленности и касается нового штамма дрожжей, используемого для получения каротиноидов, применяемых в животноводстве, пищевой промышленности и медицине.

Известны различные продуценты каротиноидов: дрожжи, грибы, бактерии и микроводоросли. Описанные микроорганизмы отличаются как по уровню накопления каротиноидов и составу пигментного комплекса, так и по условиям культивирования и по видам используемого сырья.

Известен штамм дрожжей Sporolobomyces pararosens T, растущий на среде гидролизат верхового торфа. На 5 сут культивирования штамм накапливает до 3200 мкг/л каротиноидов (авт. св. СССР N 391174, опубл. 1973). Недостатком данного штамма является невысокий уровень накопления каротиноидов и большая продолжительность процесса культивирования.

Известен штамм дрожжей Rhodotorula glutinis Б-71, способный расти на молочной сыворотке (авт. св. СССР N 451743, опубл. 1975). Штамм устойчив к низким значениям pH и характеризуется полнотой усвоения лактозы. Однако данный штамм не обеспечивает высокого выхода каротиноидов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является штамм дрожжей Rhodotorula glutinis 214 (авт. св. СССР N 531844, опубл. 1976). Штамм дрожжей выращивают на минеральной среде с использованием в качестве источника углерода УГВ нефти 1-1,5 об.%, углеводы 2-4%, или этанол 1 об.% . При этом дрожжи накапливают до 819 мкг/г каротиноидов на среде с УГВ нефти и до 977 мкг/г каротиноидов на углеводной среде. Недостатком данного штамма является невысокий уровень накопления каротиноидов.

Задача, стоящая перед авторами изобретения, заключалась в получении нового штамма дрожжей, способного накапливать значительные количества каротиноидов на различных источниках углерода.

Технический результат изобретения заключается в получении нового штамма дрожжей Rhodotorula glutinis ВКПМ V-2210 с более высокой активностью каротинообразования.

Штамм выделен из почвы методом накопительных культур на минеральной среде с добавлением в качестве источника углерода этанола и глюкозы и последующим рассевом на агаризованной среде сусло. Отбор штамма проводили по активности каротинообразования. Минеральная среда имела следующий состав: (NH₄)H₂PO₄-10 г/л, K₂HPO₄ 10 г/л, MgSO₄ 0,7 г/л. Концентрация этанола в среде 0,4 об.%, глюкозы 0,5%.

Хранят штамм на солодовом сусле-агаре при комнатной температуре при периодических пересевах (2-3 раза в год). Штамм хранят также на солодовом сусле-агаре под слоем вазелинового масла. Пересев осуществляют один раз в 2-3 года.

Культурально-морфологические признаки.

На мальтэкстракте 3-х дневная культура при 22^oC имеет слегка овальные клетки размером 2,3-5,0 x 4,0-10,0 мкм. В жидкой культуре образуется тонкая пленка и небольшой осадок. На агаризованной среде мальтэкстракт клетки морфологически сходны с жидкой культурой. Колонии окрашиваются в ярко-розовый цвет, гладкие, блестящие с ровным краем. При выдерживании на агаризованной среде в течение месяца цвет колоний усиливается. После 7-10 дней образуется не ярко выраженный псевдомицелий. На кукурузном агаре образуется слабо развитый псевдомицелий. Старая культура может образовывать истинный мицелий с темной пигментацией.

Физиолого-биохимические признаки.

Брожение отсутствует. Культура ассимилирует галактозу, сахарозу, мальтозу, целлобиозу, трегалозу, рафинозу, D-ксилозу, L-арабинозу, рибитол, D-манитол, янтарную кислоту, лимонную кислоту. Не ассимилирует лактозу, растворимый крахмал, L-рамнозу, эритритол, инозитол. Утилизирует аммонийный и нитратный азот. Культура не нуждается в витаминах. На среде с 50% глюкозы не растет. Крахмал не накапливает. Мочевину разлагает. Растет при температуре 37^oC. Оптимальная температура роста 30^oC. Оптимум pH 5,0-5,5. Аэроб.

Штамм непатогенен.

Биотехнологическая характеристика.

Штамм накапливает до 1500 мкг/г каротиноидов, при этом содержание - каротина составляет 50%.

Состав засевной среды для качалочных колб: (NH₄)H₂PO₄ 10 г/л, K₂HPO₄ 10 г/л, MgSO₄ 0,7 г/л, FeSO₄·7H₂O 12,5 мг/л, ZnSO₄·7H₂O 12,5 мг/л, MnSO₄·7H₂O 12,5 мг/л, NaCl 6,3 мг/л.

Штамм депонирован в коллекции Всероссийского музея промышленных микроорганизмов института ГосНИИгенетика, регистрационный номер ВКПМ V-2210.

Пример 1. Штамм дрожжей выращивали в ферментере Y_p 1 л на питательной среде вышеописанного состава. Процесс вели при температуре 30^oC, pH 5,5. Титрование осуществляли 6% раствором аммиака. В качестве источника углерода использовали этиловый спирт. Время выращивания 72 ч. Концентрацию спирта в среде поддерживали 0,4 об.%. Содержание каротиноидов в биомассе составило 1500 мкг/г.

Пример 2. Штамм дрожжей выращивали в ферментере Y_p 1 л на питательной среде вышеописанного состава. В качестве источника углерода использовали ферментолизат ржаной муки следующего состава: содержание редуцирующих веществ 67 г/л, содержание сухих веществ 9,0%. Количество ферментолизата ржаной муки в среде 75 мл (из расчета, чтобы РВ не превышало 0,5%). Время выращивания 72 ч. Содержание каротиноидов в биомассе составило 1489 мкг/г.

Пример 3. Штамм дрожжей выращивали в ферментере Y_p 1 л на питательной среде вышеописанного состава. В качестве источника углерода использовали мелассу (содержание сахарозы в мелассе 43%, сумма сбраживаемых сахаров 44%, pH 6,5 ). Количество мелассы, подаваемой в ферментер составило 6,5 мл (из расчета, чтобы концентрация сахарозы в среде не превышала 0,3%). Время выращивания 72 ч. Содержание каротиноидов в биомассе составило 1450 мкг/г.

Таким образом, предлагаемый штамм дрожжей Rhodotorula glutinis ВКПМ V-2210 способен накапливать значительные количества каротиноидов на различных источниках углерода.

Формула изобретения

Штамм дрожжей Rhodotorula glutinis ВКПМ У-2210 продуцент каротиноидов.